Shkalla e oksidimit dhe rregullat për llogaritjen e tij. Si të përcaktohet elektronegativiteti i gjendjes së oksidimit, gjendja e oksidimit, oksidimi dhe reduktimi

Një nga konceptet bazë në kimi, i përdorur gjerësisht në përgatitjen e ekuacioneve të reaksioneve redoks, është gjendja e oksidimit atomet.

Për qëllime praktike (gjatë përpilimit të ekuacioneve të reaksioneve redoks), është e përshtatshme që ngarkesat e atomeve në molekulat me lidhje polare të përfaqësohen si numra të plotë të barabartë me ngarkesat që do të lindnin në atomet nëse elektronet e valencës do të transferoheshin plotësisht në atome më elektronegative. dmth e. nëse lidhjet ishin plotësisht jonike. Vlerat e tilla të ngarkesave quhen gjendje oksidimi. Gjendja e oksidimit të çdo elementi në një substancë të thjeshtë është gjithmonë 0.

Në molekulat e substancave komplekse, disa elementë kanë gjithmonë një gjendje oksidimi konstante. Shumica e elementeve karakterizohen nga gjendje të ndryshueshme oksidimi, të cilat ndryshojnë si në shenjë ashtu edhe në madhësi, në varësi të përbërjes së molekulës.

Shpesh gjendja e oksidimit është e barabartë me valencën dhe ndryshon prej saj vetëm në shenjë. Por ka komponime në të cilat gjendja e oksidimit të një elementi nuk është e barabartë me valencën e tij. Siç u përmend tashmë, në substanca të thjeshta, gjendja e oksidimit të një elementi është gjithmonë zero, pavarësisht nga valenca e tij. Tabela krahason valencën dhe gjendjet e oksidimit të disa elementeve në përbërje të ndryshme.

Gjendja e oksidimit të një atomi (elementi) në një përbërje, kjo është ngarkesa e kushtëzuar e llogaritur duke supozuar se përbërja përbëhet vetëm nga jone. Gjatë përcaktimit të shkallës së oksidimit, me kusht supozohet se elektronet e valencës në përbërje kalojnë në atome më elektronegative, dhe për këtë arsye komponimet përbëhen nga jone të ngarkuar pozitivisht dhe negativisht. Në realitet, në shumicën e rasteve, nuk ka një kthim të plotë të elektroneve, por vetëm një zhvendosje të një çifti elektronik nga një atom në tjetrin. Pastaj mund të jepet një përkufizim tjetër: Gjendja e oksidimit është ngarkesa elektrike që do të lindte në një atom nëse çiftet elektronike me të cilat është i lidhur me atomet e tjera në përbërje do të transferoheshin në më shumë atome elektronegative, dhe çiftet elektronike që lidhin të njëjtat atome. do të ndahej mes tyre.

Gjatë llogaritjes së gjendjeve të oksidimit, përdoren një numër rregullash të thjeshta:

1 . Gjendja e oksidimit të elementeve në substanca të thjeshta, si monoatomike ashtu edhe molekulare, është zero (Fe 0, O 2 0).

2 . Gjendja e oksidimit të një elementi në formën e një joni monoatomik është e barabartë me ngarkesën e këtij joni (Na +1, Ca +2, S -2).

3 . Në përbërjet me një lidhje polare kovalente, një ngarkesë negative i referohet një atomi më elektronegativ, dhe një ngarkesë pozitive në një atom më pak elektronegativ, dhe gjendjet e oksidimit të elementeve marrin vlerat e mëposhtme:

Gjendja e oksidimit të fluorit në përbërje është gjithmonë -1;

Gjendja e oksidimit të oksigjenit në komponimet është -2 (); me përjashtim të peroksideve, ku është formalisht i barabartë me -1 (), fluorit të oksigjenit, ku është i barabartë me +2 (), si dhe superoksideve dhe ozonideve, në të cilat gjendja e oksidimit të oksigjenit është -1/2;

Gjendja e oksidimit të hidrogjenit në përbërje është +1 (), me përjashtim të hidrideve të metaleve, ku është -1 ( );

Për elementet alkaline dhe alkaline tokësore, gjendja e oksidimit është përkatësisht +1 dhe +2.

Shumica e elementeve mund të shfaqin gjendje të ndryshueshme oksidimi.

4 . Shuma algjebrike e gjendjeve të oksidimit në një molekulë neutrale është zero, në një jon kompleks është ngarkesa e jonit.

Për elementët me gjendje të ndryshueshme oksidimi, vlera e tij llogaritet lehtë, duke ditur formulën e përbërjes dhe duke përdorur rregullin nr. 4. Për shembull, është e nevojshme të përcaktohet gjendja e oksidimit të fosforit në acidin fosforik H 3 PO 4 . Meqenëse oksigjeni ka CO \u003d -2, dhe hidrogjeni ka CO \u003d +1, atëherë për një shumë zero në fosfor, gjendja e oksidimit duhet të jetë e barabartë me +5:

Për shembull, në NH 4 Cl, shuma e gjendjeve të oksidimit të të gjithë atomeve të hidrogjenit është 4 × (+1), dhe gjendja e oksidimit të klorit është -1, prandaj, gjendja e oksidimit të azotit duhet të jetë e barabartë me -3. Në jonin sulfat SO 4 2–, shuma e gjendjeve të oksidimit të katër atomeve të oksigjenit është -8, kështu që squfuri duhet të ketë një gjendje oksidimi prej +6 në mënyrë që ngarkesa totale e jonit të jetë -2.

Koncepti i shkallës së oksidimit për shumicën e komponimeve është i kushtëzuar, sepse nuk pasqyron ngarkesën reale efektive të atomit, por ky koncept përdoret shumë gjerësisht në kimi.

Gjendja maksimale, dhe për jometalet dhe minimumi, oksidimi ka një varësi periodike nga numri serial në PSCE D.I. Mendeleev, që është për shkak të strukturës elektronike të atomit.

Elementi	Vlerat e gjendjes së oksidimit dhe shembuj të përbërjes
F	–1 (HF, KF)
O	–2 (H 2 O, CaO, CO 2); –1 (H 2 O 2); +2 (nga 2)
N	–3 (NH3); –2(N 2 H 4); –1 (NH 2 OH); +1 (N 2 O); +2 (JO); +3 (N 2 O 3, HNO 2); +4 (NO 2); +5 (N 2 O 5, HNO 3)
Cl	–1 (HCl, NaCl); +1 (NaClO); +3 (NaClO2); +5 (NaClO 3); +7 (Cl 2 O 7, NaClO 4)
Br	–1 (KBr); +1 (BrF); +3 (BrF 3); +5 (KBrO 3)
I	–1 (HI); +1 (ICl); +3 (ICl 3); +5 (I 2 O 5); +7 (IO 3 F, K 5 IO 6)
C	–4 (CH4); +2 (CO); +4 (CO 2 , CCl 4)
Si	–4 (Ca 2 Si); +2 (SiO); +4 (SiO 2 , H 2 SiO 3 , SiF 4)
H	–1 (LiH); +1 (H 2 O, HCl)
S	–2 (H 2 S, FeS); +2 (Na 2 S 2 O 3); +3 (Na 2 S 2 O 4); +4 (SO2, Na2SO3, SF4); +6 (SO 3 , H 2 SO 4 , SF 6)
Se, Te	–2 (H 2 Se, H 2 Te); +2 (SeCl2, TeCl2); +4 (SeO 2, TeO 2); +6 (H 2 SeO 4 , H 2 TeO 4)
P	–3 (PH 3); +1 (H3PO2); +3 (H3PO3); +5 (P 2 O 5 , H 3 PO 4)
Si, Sb	–3 (GaAs, Zn 3 Sb 2); +3 (AsCl3, Sb2O3); +5 (H3AsO4, SbCl5)
Li, Na, K	+1 (NaCl)
Be, Mg, Ca	+2 (MgO, CaCO 3)
Al	+3 (Al 2 O 3, AlCl 3)
Kr	+2 (CrCl2); +3 (Cr2O3, Cr2 (SO4)3); +4 (CrO2); +6 (K 2 CrO 4 , K 2 Cr 2 O 7)
Mn	+2 (MnSO4); +3 (Mn 2 (SO 4) 3); +4 (MnO2); +6 (K2MnO4); +7 (KMnO 4)
Fe	+2 (FeO, FeSO 4); +3 (Fe 2 O 3, FeCl 3); +4 (Na 2 FeO 3)
Cu	+1 (Cu 2 O); +2 (CuO, CuSO 4, Cu 2 (OH) 2 CO 3)
Ag	+1 (AgNO3)
Au	+1 (AuCl); +3 (AuCl 3, KAuCl 4)
Zn	+2 (ZnO, ZnSO4)
hg	+1 (Hg 2 Cl 2); +2 (HgO, HgCl 2)
sn	+2 (SnO); +4 (SnO 2 , SnCl 4)
Pb	+2 (PbO, PbSO 4); +4 (PbO2)

Në reaksionet kimike duhet të përmbushet rregulli i ruajtjes së shumës algjebrike të gjendjeve të oksidimit të të gjithë atomeve. Në ekuacionin e plotë të një reaksioni kimik, proceset e oksidimit dhe reduktimit duhet të kompensojnë saktësisht njëri-tjetrin.Megjithëse shkalla e oksidimit, siç u përmend më lart, është një koncept mjaft formal, ai përdoret në kimi për qëllimet e mëposhtme: së pari, për të nxjerrë ngriti ekuacionet e reaksioneve redoks, dhe së dyti, për të parashikuar vetitë redoks të elementeve në një përbërje.

Shumë elementë karakterizohen nga disa vlera të gjendjeve të oksidimit dhe duke llogaritur gjendjen e tij të oksidimit, mund të parashikohen vetitë redoks: një element në gjendjen më të lartë të oksidimit negativ mund të dhurojë vetëm elektrone (oksidohet) dhe të jetë një agjent reduktues, në nivelin më të lartë. Gjendja pozitive e oksidimit mund të pranojë vetëm elektrone (redukton ) dhe të jetë një agjent oksidues, në gjendje të ndërmjetme oksidimi - si të oksiduar ashtu edhe të reduktuar.

Oksidim-reduktimi është një proces i vetëm, i ndërlidhur. Oksidimi korrespondon me një rritje të gjendjes së oksidimit të elementit, dhe rikuperimi - reduktimi i tij.

Shumë manuale i përmbahen interpretimit të oksidimit si humbje e elektroneve dhe reduktimit si shtim i tyre. Kjo qasje, e propozuar nga shkencëtari rus Pisarzhevsky (1916), është i zbatueshëm për proceset elektrokimike në elektroda dhe i referohet shkarkimit (ngarkimit) të joneve dhe molekulave.

Megjithatë, shpjegimi i ndryshimit të gjendjeve të oksidimit si proceset e shkëputjes dhe shtimit të elektroneve është përgjithësisht i pasaktë. Mund të aplikohet në disa jone të thjeshtë si

Cl--®Cl0.

Të ndryshojë gjendjen e oksidimit të atomeve në jonet komplekse të tipit

CrO 4 2 - ®Cr +3

një rënie në gjendjen pozitive të oksidimit të kromit nga +6 në +3 korrespondon me një rritje më të vogël reale të ngarkesës pozitive (në Cr në CrO 4 2 - ngarkesë reale "+0.2 ngarkesë elektronike, dhe në Cr +3 - nga +2 në +1,5 në përbërje të ndryshme).

Transferimi i ngarkesës nga agjenti reduktues në agjentin oksidues, i cili është i barabartë me ndryshimin në shkallën e oksidimit, ndodh në këtë rast me pjesëmarrjen e grimcave të tjera, për shembull, joneve H +:

CrO 4 2 - + 8H + + 3 ®Cr +3 + 4H 2 O.

Hyrja e paraqitur titullohet gjysmë reagime .

Informacione të ngjashme.

Në kimi, termat "oksidim" dhe "reduktim" nënkuptojnë reaksione në të cilat një atom ose një grup atomesh humbin ose, përkatësisht, fitojnë elektrone. Gjendja e oksidimit është një vlerë numerike që i atribuohet një ose më shumë atomeve që karakterizon numrin e elektroneve të rishpërndarë dhe tregon se si këto elektrone shpërndahen midis atomeve gjatë reaksionit. Përcaktimi i kësaj sasie mund të jetë një procedurë e thjeshtë dhe mjaft komplekse, në varësi të atomeve dhe molekulave që përbëhen prej tyre. Për më tepër, atomet e disa elementeve mund të kenë disa gjendje oksidimi. Për fat të mirë, ekzistojnë rregulla të thjeshta të paqarta për përcaktimin e shkallës së oksidimit, për përdorimin e sigurt të të cilave mjafton të njihni bazat e kimisë dhe algjebrës.

Hapat

Pjesa 1

Përcaktimi i shkallës së oksidimit sipas ligjeve të kimisë

Përcaktoni nëse substanca në fjalë është elementare. Gjendja e oksidimit të atomeve jashtë një përbërjeje kimike është zero. Ky rregull është i vërtetë si për substancat e formuara nga atome të lira individuale, ashtu edhe për ato që përbëhen nga dy ose molekula poliatomike të një elementi.

• Për shembull, Al(s) dhe Cl 2 kanë një gjendje oksidimi prej 0 sepse të dyja janë në një gjendje elementare kimikisht të pakombinuar.
• Ju lutemi vini re se forma alotropike e squfurit S 8, ose oktasulfurit, megjithë strukturën e tij atipike, karakterizohet gjithashtu nga një gjendje oksidimi zero.

1. Përcaktoni nëse substanca në fjalë përbëhet nga jone. Gjendja e oksidimit të joneve është e barabartë me ngarkesën e tyre. Kjo është e vërtetë si për jonet e lira ashtu edhe për ato që janë pjesë e përbërjeve kimike.

   • Për shembull, gjendja e oksidimit të jonit Cl është -1.
   • Gjendja e oksidimit të jonit Cl në përbërjen kimike NaCl është gjithashtu -1. Meqenëse joni Na, sipas përkufizimit, ka një ngarkesë +1, konkludojmë se ngarkesa e jonit Cl është -1, dhe kështu gjendja e tij e oksidimit është -1.

2. Vini re se jonet metalike mund të kenë disa gjendje oksidimi. Atomet e shumë elementeve metalikë mund të jonizohen në përmasa të ndryshme. Për shembull, ngarkesa e joneve të një metali të tillë si hekuri (Fe) është +2 ose +3. Ngarkesa e joneve metalike (dhe shkalla e tyre e oksidimit) mund të përcaktohet nga ngarkesat e joneve të elementeve të tjerë me të cilët ky metal është pjesë e një përbërjeje kimike; në tekst, kjo ngarkesë tregohet me numra romakë: për shembull, hekuri (III) ka një gjendje oksidimi prej +3.

   • Si shembull, merrni parasysh një përbërje që përmban një jon alumini. Ngarkesa totale e përbërjes AlCl 3 është zero. Meqenëse e dimë se jonet Cl- kanë një ngarkesë prej -1, dhe përbërja përmban 3 jone të tillë, për neutralitetin total të substancës në fjalë, joni Al duhet të ketë një ngarkesë +3. Kështu, në këtë rast, gjendja e oksidimit të aluminit është +3.

3. Gjendja e oksidimit të oksigjenit është -2 (me disa përjashtime). Pothuajse në të gjitha rastet, atomet e oksigjenit kanë një gjendje oksidimi prej -2. Ka disa përjashtime nga ky rregull:

   • Nëse oksigjeni është në gjendje elementare (O 2 ), gjendja e tij e oksidimit është 0, siç është rasti për substancat e tjera elementare.
   • Nëse përfshihet oksigjeni peroksidet, gjendja e tij e oksidimit është -1. Peroksidet janë një grup përbërësish që përmbajnë një lidhje të vetme oksigjen-oksigjen (dmth. anionin peroksid O 2-2). Për shembull, në përbërjen e molekulës H 2 O 2 (peroksid hidrogjeni), oksigjeni ka një ngarkesë dhe një gjendje oksidimi prej -1.
   • Në kombinim me fluorin, oksigjeni ka një gjendje oksidimi +2, shihni rregullin për fluorin më poshtë.

4. Hidrogjeni ka një gjendje oksidimi +1, me disa përjashtime. Ashtu si me oksigjenin, ka edhe përjashtime. Si rregull, gjendja e oksidimit të hidrogjenit është +1 (përveç nëse është në gjendjen elementare H 2). Sidoqoftë, në përbërjet e quajtura hidride, gjendja e oksidimit të hidrogjenit është -1.

   • Për shembull, në H 2 O, gjendja e oksidimit të hidrogjenit është +1, pasi atomi i oksigjenit ka një ngarkesë prej -2, dhe dy ngarkesa +1 nevojiten për neutralitetin e përgjithshëm. Sidoqoftë, në përbërjen e hidridit të natriumit, gjendja e oksidimit të hidrogjenit është tashmë -1, pasi joni Na mbart një ngarkesë prej +1, dhe për elektroneutralitetin total, ngarkesa e atomit të hidrogjenit (dhe kështu gjendja e tij e oksidimit) duhet të jetë -1.

5. Fluori gjithmonë ka gjendje oksidimi -1. Siç është përmendur tashmë, shkalla e oksidimit të disa elementeve (jonet metalike, atomet e oksigjenit në perokside, etj.) mund të ndryshojë në varësi të një numri faktorësh. Megjithatë, gjendja e oksidimit të fluorit është pa ndryshim -1. Kjo shpjegohet me faktin se ky element ka elektronegativitetin më të lartë - me fjalë të tjera, atomet e fluorit janë më pak të gatshëm të ndahen me elektronet e tyre dhe të tërheqin më aktivisht elektronet e njerëzve të tjerë. Kështu, tarifa e tyre mbetet e pandryshuar.

6. Shuma e gjendjeve të oksidimit në një përbërje është e barabartë me ngarkesën e tij. Gjendjet e oksidimit të të gjithë atomeve që përbëjnë një përbërje kimike, në total, duhet të japin ngarkesën e këtij përbërësi. Për shembull, nëse një përbërje është neutrale, shuma e gjendjeve të oksidimit të të gjithë atomeve të tij duhet të jetë zero; nëse përbërja është një jon poliatomik me ngarkesë -1, shuma e gjendjeve të oksidimit është -1, e kështu me radhë.

   • Kjo është një metodë e mirë për të kontrolluar - nëse shuma e gjendjeve të oksidimit nuk është e barabartë me ngarkesën totale të përbërjes, atëherë e keni gabim diku.

   Pjesa 2

   Përcaktimi i gjendjes së oksidimit pa përdorur ligjet e kimisë

   1. Gjeni atome që nuk kanë rregulla strikte në lidhje me gjendjen e oksidimit. Në lidhje me disa elementë, nuk ka rregulla të vendosura fort për gjetjen e shkallës së oksidimit. Nëse një atom nuk bie në asnjë nga rregullat e listuara më sipër dhe nuk e dini ngarkesën e tij (për shembull, atomi është pjesë e një kompleksi dhe ngarkesa e tij nuk tregohet), mund të përcaktoni gjendjen e oksidimit të një njësie të tillë. atom me eliminim. Së pari, përcaktoni ngarkesën e të gjitha atomeve të tjera të përbërjes, dhe më pas nga ngarkesa totale e njohur e përbërjes, llogaritni gjendjen e oksidimit të këtij atomi.

      • Për shembull, në përbërjen Na 2 SO 4, ngarkesa e atomit të squfurit (S) është e panjohur - dimë vetëm se nuk është zero, pasi squfuri nuk është në gjendjen elementare. Kjo përbërje shërben si një shembull i mirë për të ilustruar metodën algjebrike të përcaktimit të gjendjes së oksidimit.

   2. Gjeni gjendjet e oksidimit të pjesës tjetër të elementeve në përbërje. Duke përdorur rregullat e përshkruara më sipër, përcaktoni gjendjet e oksidimit të atomeve të mbetura të përbërjes. Mos harroni për përjashtimet nga rregulli në rastin e O, H, e kështu me radhë.

      • Për Na 2 SO 4 , duke përdorur rregullat tona, gjejmë se ngarkesa (dhe rrjedhimisht gjendja e oksidimit) e jonit Na është +1, dhe për secilin nga atomet e oksigjenit është -2.
   3. Në komponimet, shuma e të gjitha gjendjeve të oksidimit duhet të jetë e barabartë me ngarkesën. Për shembull, nëse përbërja është një jon diatomik, shuma e gjendjeve të oksidimit të atomeve duhet të jetë e barabartë me ngarkesën totale jonike.
   4. Është shumë e dobishme të jesh në gjendje të përdorësh tabelën periodike të Mendelejevit dhe të dish se ku ndodhen elementët metalikë dhe jo metalikë në të.
   5. Gjendja e oksidimit të atomeve në formën elementare është gjithmonë zero. Gjendja e oksidimit të një joni të vetëm është e barabartë me ngarkesën e tij. Elementet e grupit 1A të tabelës periodike, si hidrogjeni, litiumi, natriumi, në formë elementare kanë gjendje oksidimi +1; gjendja e oksidimit të metaleve të grupit 2A, si magnezi dhe kalciumi, në formën e tij elementare është +2. Oksigjeni dhe hidrogjeni, në varësi të llojit të lidhjes kimike, mund të kenë 2 gjendje të ndryshme oksidimi.

Për të vendosur saktë gjendjet e oksidimit Ka katër rregulla që duhen mbajtur parasysh.

1) Në një substancë të thjeshtë, gjendja e oksidimit të çdo elementi është 0. Shembuj: Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) Duhet të mbani mend elementët për të cilët janë karakteristikë gjendjet e vazhdueshme të oksidimit. Të gjitha ato janë renditur në tabelë.

3) Gjendja më e lartë e oksidimit të një elementi, si rregull, përkon me numrin e grupit në të cilin ndodhet ky element (për shembull, fosfori është në grupin V, SD më e lartë e fosforit është +5). Përjashtime të rëndësishme: F, O.

4) Kërkimi i gjendjeve të oksidimit të elementeve të mbetur bazohet në një rregull të thjeshtë:

Në një molekulë neutrale, shuma e gjendjeve të oksidimit të të gjithë elementëve është e barabartë me zero, dhe në një jon - ngarkesa e jonit.

Disa shembuj të thjeshtë për përcaktimin e gjendjeve të oksidimit

Shembulli 1. Është e nevojshme të gjenden gjendjet e oksidimit të elementeve në amoniak (NH 3).

Zgjidhje. Ne tashmë e dimë (shih 2) se Art. NE RREGULL. hidrogjeni është +1. Mbetet për të gjetur këtë karakteristikë për azotin. Le të jetë x gjendja e dëshiruar e oksidimit. Ne hartojmë ekuacionin më të thjeshtë: x + 3 (+1) \u003d 0. Zgjidhja është e qartë: x \u003d -3. Përgjigje: N -3 H 3 +1.

Shembulli 2. Specifikoni gjendjet e oksidimit të të gjithë atomeve në molekulën H 2 SO 4.

Zgjidhje. Gjendjet e oksidimit të hidrogjenit dhe oksigjenit janë tashmë të njohura: H(+1) dhe O(-2). Ne hartojmë një ekuacion për përcaktimin e shkallës së oksidimit të squfurit: 2 (+1) + x + 4 (-2) \u003d 0. Duke zgjidhur këtë ekuacion, gjejmë: x \u003d +6. Përgjigje: H +1 2 S +6 O -2 4 .

Shembulli 3. Llogaritni gjendjet e oksidimit të të gjithë elementëve në molekulën Al(NO 3) 3.

Zgjidhje. Algoritmi mbetet i pandryshuar. Përbërja e "molekulës" së nitratit të aluminit përfshin një atom Al (+3), 9 atome oksigjen (-2) dhe 3 atome azoti, gjendjen e oksidimit të të cilave duhet ta llogarisim. Ekuacioni përkatës: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. Përgjigje: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

Shembulli 4. Përcaktoni gjendjet e oksidimit të të gjithë atomeve në jonin (AsO 4) 3-.

Zgjidhje. Në këtë rast, shuma e gjendjeve të oksidimit nuk do të jetë më e barabartë me zero, por me ngarkesën e jonit, d.m.th., -3. Ekuacioni: x + 4 (-2) = -3. Përgjigje: Si(+5), O(-2).

Çfarë duhet bërë nëse gjendjet e oksidimit të dy elementeve janë të panjohura

A është e mundur të përcaktohen gjendjet e oksidimit të disa elementeve njëherësh duke përdorur një ekuacion të ngjashëm? Nëse e konsiderojmë këtë problem nga pikëpamja e matematikës, përgjigja do të jetë negative. Një ekuacion linear me dy ndryshore nuk mund të ketë një zgjidhje unike. Por ne nuk po zgjidhim vetëm një ekuacion!

Shembulli 5. Përcaktoni gjendjen e oksidimit të të gjithë elementëve në (NH 4) 2 SO 4.

Zgjidhje. Gjendjet e oksidimit të hidrogjenit dhe oksigjenit janë të njohura, por squfuri dhe azoti jo. Një shembull klasik i një problemi me dy të panjohura! Ne do ta konsiderojmë sulfatin e amonit jo si një "molekulë" të vetme, por si një kombinim i dy joneve: NH 4 + dhe SO 4 2-. Ne i dimë ngarkesat e joneve, secili prej tyre përmban vetëm një atom me një shkallë të panjohur oksidimi. Duke përdorur përvojën e fituar në zgjidhjen e problemeve të mëparshme, mund të gjejmë lehtësisht gjendjet e oksidimit të azotit dhe squfurit. Përgjigje: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

Përfundim: nëse molekula përmban disa atome me gjendje të panjohur oksidimi, përpiquni ta "ndani" molekulën në disa pjesë.

Si të rregulloni gjendjet e oksidimit në përbërjet organike

Shembulli 6. Tregoni gjendjet e oksidimit të të gjithë elementëve në CH 3 CH 2 OH.

Zgjidhje. Gjetja e gjendjeve të oksidimit në përbërjet organike ka specifikat e veta. Në veçanti, është e nevojshme të gjenden veçmas gjendjet e oksidimit për çdo atom karboni. Ju mund të arsyetoni si më poshtë. Konsideroni, për shembull, atomin e karbonit në grupin metil. Ky atom C është i lidhur me 3 atome hidrogjeni dhe një atom karboni ngjitur. Në lidhjen C-H, densiteti i elektronit zhvendoset drejt atomit të karbonit (sepse elektronegativiteti i C e kalon EO të hidrogjenit). Nëse kjo zhvendosje do të ishte e plotë, atomi i karbonit do të fitonte një ngarkesë prej -3.

Atomi C në grupin -CH 2 OH është i lidhur me dy atome hidrogjeni (zhvendosja e densitetit të elektronit drejt C), një atom oksigjeni (zhvendosja e densitetit të elektronit drejt O) dhe një atom karboni (mund të supozojmë se zhvendosjet në densitetin e elektroneve në këtë rasti nuk ndodh). Gjendja e oksidimit të karbonit është -2 +1 +0 = -1.

Përgjigje: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1.

Mos i ngatërroni konceptet e "valencës" dhe "gjendjes së oksidimit"!

Gjendja e oksidimit shpesh ngatërrohet me valencën. Mos e bëni atë gabim. Unë do të listoj dallimet kryesore:

• gjendja e oksidimit ka një shenjë (+ ose -), valencë - jo;
• shkalla e oksidimit mund të jetë e barabartë me zero edhe në një substancë komplekse, barazia e valencës me zero do të thotë, si rregull, që atomi i këtij elementi nuk është i lidhur me atome të tjera (ne nuk do të diskutojmë asnjë lloj përbërjeje përfshirëse dhe "ekzotikë" të tjerë këtu);
• shkalla e oksidimit është një koncept formal që merr kuptim të vërtetë vetëm në përbërjet me lidhje jonike, koncepti i "valencës", përkundrazi, zbatohet më së miri në lidhje me përbërjet kovalente.

Gjendja e oksidimit (më saktë, moduli i saj) shpesh është numerikisht i barabartë me valencën, por edhe më shpesh këto vlera NUK përkojnë. Për shembull, gjendja e oksidimit të karbonit në CO 2 është +4; valenca C është gjithashtu e barabartë me IV. Por në metanol (CH 3 OH), valenca e karbonit mbetet e njëjtë, dhe gjendja e oksidimit të C është -1.

Një test i vogël me temën "Shkalla e oksidimit"

Merrni disa minuta për të parë se si e keni kuptuar këtë temë. Ju duhet t'i përgjigjeni pesë pyetjeve të thjeshta. Paç fat!

Një element kimik në një përbërje, i llogaritur nga supozimi se të gjitha lidhjet janë jonike.

Gjendjet e oksidimit mund të kenë një vlerë pozitive, negative ose zero, prandaj shuma algjebrike e gjendjeve të oksidimit të elementeve në një molekulë, duke marrë parasysh numrin e atomeve të tyre, është 0, dhe në një jon - ngarkesa e jonit.

1. Gjendjet e oksidimit të metaleve në përbërje janë gjithmonë pozitive.

2. Gjendja më e lartë e oksidimit korrespondon me numrin e grupit të sistemit periodik ku ndodhet ky element (përjashtim është: Au+3(grupi I), Cu+2(II), nga grupi VIII, gjendja e oksidimit +8 mund të jetë vetëm në osmium Os dhe rutenium Ru.

3. Gjendjet e oksidimit të jometaleve varen nga cili atom është i lidhur:

• nëse me një atom metali, atëherë gjendja e oksidimit është negative;
• nëse me një atom jometal, atëherë gjendja e oksidimit mund të jetë pozitive dhe negative. Varet nga elektronegativiteti i atomeve të elementeve.

4. Gjendja më e lartë negative e oksidimit të jometaleve mund të përcaktohet duke zbritur nga 8 numrin e grupit në të cilin ndodhet ky element, d.m.th. gjendja më e lartë pozitive e oksidimit është e barabartë me numrin e elektroneve në shtresën e jashtme, që korrespondon me numrin e grupit.

5. Gjendjet e oksidimit të substancave të thjeshta janë 0, pavarësisht nëse është metal apo jometal.

Elemente me gjendje konstante oksidimi.

Elementi	Gjendja karakteristike e oksidimit	Përjashtimet
		Hidridet e metaleve: LIH-1
		gjendja e oksidimit quhet ngarkesa e kushtëzuar e grimcës me supozimin se lidhja është thyer plotësisht (ka karakter jonik). H- Cl = H + + Cl - , Lidhja në acid klorhidrik është kovalente polare. Çifti elektronik është më i njëanshëm drejt atomit Cl - , sepse është më shumë element i tërë elektronegativ. Si të përcaktohet shkalla e oksidimit? Elektronegativitetiështë aftësia e atomeve për të tërhequr elektrone nga elementë të tjerë. Gjendja e oksidimit tregohet mbi elementin: Br 2 0 , Na 0 , O +2 F 2 -1 ,K + Cl - etj. Mund të jetë negativ dhe pozitiv. Gjendja e oksidimit të një lënde të thjeshtë (e palidhur, gjendje e lirë) është zero. Gjendja e oksidimit të oksigjenit në shumicën e komponimeve është -2 (përjashtim bëjnë peroksidet H 2 O 2, ku është -1 dhe komponimet me fluorin - O +2 F 2 -1 , O 2 +1 F 2 -1 ). - Gjendja e oksidimit një jon i thjeshtë monatomik është i barabartë me ngarkesën e tij: Na + , Ca +2 . Hidrogjeni në përbërjet e tij ka një gjendje oksidimi +1 (përjashtim bëjnë hidridet - Na + H - dhe lloji i lidhjeve C +4 H 4 -1 ). Në lidhjet metal-jometal, atomi që ka elektronegativitetin më të lartë ka një gjendje oksidimi negativ (të dhënat e elektronegativitetit janë dhënë në shkallën Pauling): H + F - , Cu + Br - , Ca +2 (NR 3 ) - etj. Rregullat për përcaktimin e shkallës së oksidimit në përbërjet kimike. Le të marrim një lidhje KMnO 4 , është e nevojshme të përcaktohet gjendja e oksidimit të atomit të manganit. Arsyetimi: Kaliumi është një metal alkali në grupin I të tabelës periodike, dhe për këtë arsye ka vetëm një gjendje oksidimi pozitiv prej +1. Oksigjeni dihet se ka një gjendje oksidimi prej -2 në shumicën e përbërjeve të tij. Kjo substancë nuk është një peroksid, që do të thotë se nuk bën përjashtim. Bën një ekuacion: K+MnXO 4 -2 Le X- e panjohur për ne shkalla e oksidimit të manganit. Numri i atomeve të kaliumit është 1, mangani - 1, oksigjeni - 4. Është vërtetuar se molekula në tërësi është elektrikisht neutrale, kështu që ngarkesa totale e saj duhet të jetë e barabartë me zero. 1*(+1) + 1*(X) + 4(-2) = 0, X = +7, Prandaj, gjendja e oksidimit të manganit në permanganat kaliumi = +7. Le të marrim një shembull tjetër të një oksidi Fe2O3. Është e nevojshme të përcaktohet gjendja e oksidimit të atomit të hekurit. Arsyetimi: Hekuri është një metal, oksigjeni është një jometal, që do të thotë se është oksigjeni që do të jetë një agjent oksidues dhe do të ketë një ngarkesë negative. Ne e dimë se oksigjeni ka një gjendje oksidimi prej -2. Ne marrim parasysh numrin e atomeve: hekur - 2 atome, oksigjen - 3. Ne bëjmë një ekuacion ku X- gjendja e oksidimit të atomit të hekurit: 2*(X) + 3*(-2) = 0, Përfundim: gjendja e oksidimit të hekurit në këtë oksid është +3. Shembuj. Përcaktoni gjendjen e oksidimit të të gjithë atomeve në molekulë. 1. K2Cr2O7. Gjendja e oksidimit K+1, oksigjen O -2. Indekset e dhëna: O=(-2)×7=(-14), K=(+1)×2=(+2). Sepse shuma algjebrike e gjendjeve të oksidimit të elementeve në një molekulë, duke marrë parasysh numrin e atomeve të tyre, është 0, atëherë numri i gjendjeve pozitive të oksidimit është i barabartë me numrin e atyre negative. Gjendjet e oksidimit K+O=(-14)+(+2)=(-12). Nga kjo rezulton se numri i fuqive pozitive të atomit të kromit është 12, por ka 2 atome në molekulë, që do të thotë se ka (+12):2=(+6) për atom. Përgjigje: K 2 + Cr 2 +6 O 7 -2. 2.(AsO 4) 3-. Në këtë rast, shuma e gjendjeve të oksidimit nuk do të jetë më e barabartë me zero, por me ngarkesën e jonit, d.m.th. - 3. Le të bëjmë një ekuacion: x+4×(- 2)= - 3 . Përgjigje: (Si +5 O 4 -2) 3-.